一種基于視距與非視距判別的toa測(cè)距誤差糾正方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】—種基于視距與非視距判別的TOA測(cè)距誤差糾正方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于視距與非視距判別的TOA測(cè)距誤差糾正方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，定位技術(shù)在軍事、安防、健康監(jiān)護(hù)、應(yīng)急救護(hù)、智能家居等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。但是在建筑物內(nèi)部，礦井，隧道等室內(nèi)環(huán)境中，由于衛(wèi)星信號(hào)受到各種建筑物的遮擋，而無法進(jìn)行衛(wèi)星定位，只能進(jìn)行一種室內(nèi)的非衛(wèi)星定位。TOA(Time of arrival，時(shí)間到達(dá))測(cè)距法是一種非衛(wèi)星定位，TOA是一種通過測(cè)量無線信號(hào)的傳輸時(shí)間來估計(jì)距離長(zhǎng)度的方法，例如，預(yù)先設(shè)定無線信號(hào)從A通信節(jié)點(diǎn)發(fā)送的時(shí)刻是Ts，到達(dá)B通信節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻是Tr，速度為C，則兩通信節(jié)點(diǎn)之間的距離值d可以表示為d = (Tr-Ts) *C，TOA測(cè)距法具有較高的測(cè)距精度，是目前眾多目標(biāo)定位系統(tǒng)中常用的非衛(wèi)星方法，但是，當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)處于非視距場(chǎng)景下時(shí)，TOA測(cè)距誤差大，這些誤差會(huì)導(dǎo)致定位的偏執(zhí)，其中，視距是指A通信節(jié)點(diǎn)與B通信節(jié)點(diǎn)之間的通訊信號(hào)沒有被物體遮擋，非視距是指A通信節(jié)點(diǎn)與B通信節(jié)點(diǎn)之間的通訊信號(hào)被物體遮擋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于視距與非視距判別的TOA測(cè)距誤差糾正方法及系統(tǒng)。，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的通信節(jié)點(diǎn)處于非視距狀態(tài)時(shí)，TOA測(cè)距誤差大的冋題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于視距與非視距判別的TOA測(cè)距誤差糾正方法，包括:
[0005]在視距場(chǎng)景下和非視距場(chǎng)景下，根據(jù)通信節(jié)點(diǎn)的位置，分別測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值；
[0006]根據(jù)測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度及真實(shí)距離值，確定視距誤差糾正函數(shù)、非視距誤差糾正函數(shù)、視距和非視距的切割曲線函數(shù)及誤判概率；
[0007]根據(jù)已確定的視距誤差糾正函數(shù)、非視距誤差糾正函數(shù)、視距和非視距的切割曲線函數(shù)及誤判概率對(duì)新測(cè)量的通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值和接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行糾正處理，確定糾正后的新測(cè)量的通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值。
[0008]可選地，所述在視距場(chǎng)景下和非視距場(chǎng)景下，根據(jù)通信節(jié)點(diǎn)的位置，分別測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值包括:
[0009]在視距場(chǎng)景下，根據(jù)通信節(jié)點(diǎn)A、通信節(jié)點(diǎn)B的初始位置，測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值；
[0010]按照預(yù)設(shè)的位置移動(dòng)規(guī)則，改變通信節(jié)點(diǎn)A、通信節(jié)點(diǎn)B的位置，繼續(xù)測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值，直至無法測(cè)到通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值；
[0011]在非視距場(chǎng)景下，根據(jù)通信節(jié)點(diǎn)A、通信節(jié)點(diǎn)B的初始位置，測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值；
[0012]按照預(yù)設(shè)的位置移動(dòng)規(guī)則，改變通信節(jié)點(diǎn)A、通信節(jié)點(diǎn)B的位置，繼續(xù)測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值，直至無法測(cè)到通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值。
[0013]可選地，所述根據(jù)測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度及真實(shí)距離值，確定視距誤差糾正函數(shù)、非視距誤差糾正函數(shù)包括:
[0014]根據(jù)視距場(chǎng)景下測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度及真實(shí)距離值，擬合出視距場(chǎng)景下各個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度下的誤差偏移量的表示函數(shù)G ;
[0015]根據(jù)所述誤差偏移量的表示函數(shù)G以及視距場(chǎng)景下通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值，確定視距誤差糾正函數(shù)g;
[0016]根據(jù)非視距場(chǎng)景下測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度及真實(shí)距離值，擬合出非視距場(chǎng)景下各個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度下的誤差偏移量的表示函數(shù)Z ;
[0017]根據(jù)所述誤差偏移量的表示函數(shù)Z以及非視距場(chǎng)景下通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值，確定視距誤差糾正函數(shù)z。
[0018]可選地，所述根據(jù)測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度及真實(shí)距離值，確定視距和非視距的切割曲線函數(shù)及誤判概率包括:
[0019]對(duì)視距場(chǎng)景下和非視距場(chǎng)景下測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定視距和非視距的切割曲線函數(shù)；
[0020]根據(jù)視距場(chǎng)景下和非視距場(chǎng)景下測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度的分布情況及所述切割曲線函數(shù)，確定各接收信號(hào)強(qiáng)度下視距誤判為非視距的概率j及非視距誤判為視距的概率k。
[0021]可選地，所述根據(jù)已確定的視距誤差糾正函數(shù)、非視距誤差糾正函數(shù)、視距和非視距的切割曲線函數(shù)及誤判概率對(duì)新測(cè)量的通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值和接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行糾正處理，確定糾正后的新測(cè)量的通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值包括:
[0022]通過切割曲線函數(shù)判斷新測(cè)量的通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值和接收信號(hào)強(qiáng)度是屬于視距場(chǎng)景還是非視距場(chǎng)景；
[0023]若新測(cè)量的測(cè)距值和接收信號(hào)強(qiáng)度屬于視距場(chǎng)景，則通過關(guān)系式:z*(l-k)+g*k，確定糾正后的新測(cè)量的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值；
[0024]若新測(cè)量的測(cè)距值和接收信號(hào)強(qiáng)度屬于非視距場(chǎng)景，則通過關(guān)系式:z*j+g*(l_j)，確定糾正后的新測(cè)量的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于視距與非視距判別的TOA測(cè)距誤差糾正系統(tǒng)，包括:
[0026]測(cè)量單元，用于在視距場(chǎng)景下和非視距場(chǎng)景下，根據(jù)通信節(jié)點(diǎn)的位置，分別測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值；
[0027]確定單元，用于根據(jù)測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度及真實(shí)距離值，確定視距誤差糾正函數(shù)、非視距誤差糾正函數(shù)、視距和非視距的切割曲線函數(shù)及誤判概率；
[0028]糾正單元，用于根據(jù)已確定的視距誤差糾正函數(shù)、非視距誤差糾正函數(shù)、視距和非視距的切割曲線函數(shù)及誤判概率對(duì)新測(cè)量的通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值和接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行糾正處理，確定糾正后的新測(cè)量的通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值。
[0029]可選地，所述測(cè)量單元包括:
[0030]視距第一測(cè)量模塊，用于在視距場(chǎng)景下，根據(jù)通信節(jié)點(diǎn)A、通信節(jié)點(diǎn)B的初始位置，測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值；
[0031]視距第二測(cè)量模塊，用于按照預(yù)設(shè)的位置移動(dòng)規(guī)則，改變通信節(jié)點(diǎn)A、通信節(jié)點(diǎn)B的位置，繼續(xù)測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值，直至無法測(cè)到通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值；
[0032]非視距第一測(cè)量模塊，用于在非視距場(chǎng)景下，根據(jù)通信節(jié)點(diǎn)A、通信節(jié)點(diǎn)B的初始位置，測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值；
[0033]非視距第二測(cè)量模塊，用于按照預(yù)設(shè)的位置移動(dòng)規(guī)則，改變通信節(jié)點(diǎn)A、通信節(jié)點(diǎn)B的位置，繼續(xù)測(cè)量所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)記錄通信節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離值，直至無法測(cè)到通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值。
[0034]可選地，所述確定單元包括:
[0035]視距誤差偏移量確定模塊，用于根據(jù)視距場(chǎng)景下測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度及真實(shí)距離值，擬合出視距場(chǎng)景下各個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度下的誤差偏移量的表示函數(shù)G ；
[0036]視距誤差糾正函數(shù)確定模塊，用于根據(jù)所述誤差偏移量的表示函數(shù)G以及視距場(chǎng)景下通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值，確定視距誤差糾正函數(shù)g ;
[0037]非視距誤差偏移量確定模塊，用于根據(jù)非視距場(chǎng)景下測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度及真實(shí)距離值，擬合出非視距場(chǎng)景下各個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度下的誤差偏移量的表示函數(shù)Z ；
[0038]非視距誤差糾正函數(shù)確定模塊，用于根據(jù)所述誤差偏移量的表示函數(shù)Z以及非視距場(chǎng)景下通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值，確定視距誤差糾正函數(shù)z。
[0039]可選地，所述確定單元還包括:
[0040]統(tǒng)計(jì)分析模塊，用于對(duì)視距場(chǎng)景下和非視距場(chǎng)景下測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；
[0041]切割曲線確定模塊，用于確定視距和非視距的切割曲線函數(shù)；
[0042]誤判概率確定模塊，用于根據(jù)視距場(chǎng)景下和非視距場(chǎng)景下測(cè)量到的所述通信節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距值、接收信號(hào)強(qiáng)度的分布情況及所述切割曲線函數(shù)，確定各接收信號(hào)強(qiáng)度下視距誤判為非